一种用于假肢膝踝关节的控制方法

摘要

本发明一种用于假肢膝踝关节的控制方法，涉及假肢膝关节，步骤是：先通过试验确定在该假肢膝关节上安装霍尔传感器的位置，并安装三个霍尔传感器，在假肢膝关节后盖的凹槽处安装控制器，该控制器根据上述三个霍尔传感器的信号变化判断并识别不同步态；根据第一步对步态的识别，控制器根据霍尔传感器的信号变化判断不同步态，在不同步态控制膝关节电机和踝关节电机上下运动，在不同步态和不同步速产生不同的阻尼，由此实现对步态的控制，使得膝踝协调，克服了现有技术的智能假肢存在步态不协调、假肢容易损坏和穿戴者能耗大的缺陷。

权利要求

1.一种用于假肢膝踝关节的控制方法，其特征在于步骤如下：

第一步，对步态的识别

在由膝关节针阀、控制器、膝关节活塞、膝关节气缸缸体、内嵌于膝关节活塞中的磁体、膝关节电机和四连杆机构构成的假肢膝关节上安装霍尔传感器以对步态的识别，其方法是：通过试验确定在该假肢膝关节上安装霍尔传感器的位置，并分别安装三个霍尔传感器，具体操作步骤是：将假肢膝关节完全伸展时的膝关节活塞位置作为膝关节锁死位置，在此处安装第一个霍尔传感器；当脚跟着地时，假肢开始弯曲，该霍尔传感器会跳变成高电平，此时刻即为脚跟着地时刻，在前脚掌处安装压力传感器，假肢膝关节的可旋转轴处安装角度传感器，通过实验记录下不同步速下压力传感器信号上升沿时刻对应的膝关节角度，将记录下的膝关节角度值进行曲线拟合处理，再根据假肢膝关节活塞位置和膝关节角度的曲线关系得出对应的膝关节活塞位置，此时的膝关节活塞位置即为踝关节足平时刻对应的膝关节活塞位置，在此处安装第二个霍尔传感器；最后确定进入摆动期的时刻，进入摆动期的时刻即为足尖离地时刻，应用上述前脚掌处安装的压力传感器和假肢膝关节的可旋转轴处安装的角度传感器，通过实验记录下不同步速下压力传感器信号下降沿时刻对应的膝关节角度，将记录下的膝关节角度值进行曲线拟合处理，再根据假肢膝关节活塞位置和膝关节角度的曲线关系得出对应的膝关节活塞位置，此时的膝关节活塞位置即为假肢膝关节进入摆动期对应的膝关节活塞位置，在此处安装第三个霍尔传感器，并以此确定假肢膝关节进入摆动期的时刻；在假肢膝关节后盖的凹槽处安装控制器，该控制器根据上述三个霍尔传感器的信号变化进行对步态的识别，并判断不同步态；

第二步，对步态的控制

根据第一步对步态的识别，控制器根据霍尔传感器的信号变化判断不同步态，在不同步态控制膝关节电机和踝关节电机上下运动，膝关节电机和膝关节针阀放在一起，踝关节电机和踝关节针阀放在一起，进而带动膝关节针阀和踝关节针阀上下运动，从而控制气流量产生不同阻尼，上述膝关节和由踝关节针阀、踝关节活塞、踝关节气缸缸体和踝关节电机构成的踝关节在不同步态分别产生不同的阻尼，在脚跟着地时刻，该踝关节上的阻尼调整至控制器中储存的相应步速下的阻尼值，同时上述膝关节上的阻尼调整至最大，在该踝关节足平时刻，踝关节上的阻尼调整至最大，同时上述膝关节上的阻尼仍然保持最大，在摆动期，根据行走速度调整上述膝关节的阻尼，实现步速调整，此时该踝关节阻尼保持最大，在支撑期膝关节伸展时，膝关节和踝关节的阻尼均调整至最大，由此实现对步态的控制。

2.根据权利要求1所述一种用于假肢膝踝关节的控制方法，所述控制器的构成包括：

单片机控制电路、霍尔传感器信号调理电路a、霍尔传感器信号调理电路b、霍尔传感器信号调理电路c、霍尔传感器信号调理电路d、霍尔传感器信号调理电路e、JTAG电路、电源稳压电路、串口通信电路、外接电源电路、电源充电电路、电源升压电路、膝关节电机驱动电路、踝关节电机驱动电路和电源电量检测电路，这些电路之间的连接方式是：霍尔传感器信号调理电路a、霍尔传感器信号调理电路b、霍尔传感器信号调理电路c、霍尔传感器信号调理电路d、霍尔传感器信号调理电路e、JTAG电路、电源稳压电路、串口通信电路和电源电量检测电路均接入到单片机控制电路；单片机控制电路接出到电源充电电路、膝关节电机驱动电路和踝关节电机驱动电路；串口通信电路接入到电源充电电路，电源充电电路接入到外接电源电路，外接电源电路接入到电源升压电路，电源升压电路同时接入到膝关节电机驱动电路和踝关节电机驱动电路。

3.根据权利要求1所述一种用于假肢膝踝关节的控制方法，所述霍尔传感器的型号是EST248，压力传感器的型号是FSR402，角度传感器的型号是RDC50。

说明书

一种用于假肢膝踝关节的控制方法

技术领域

[0001] 本发明的技术方案涉及假肢膝关节，具体地说是一种用于假肢膝踝关节的控制方法。

背景技术

[0002] 目前，智能假肢大多只考虑膝关节的调节作用，几乎没有一款假肢能够实现膝关节和踝关节的协调运动，因此都存在步态不协调、假肢容易损坏和穿戴者能耗大的问题。

[0003] 现有技术没有针对假肢膝踝协调关节的专门控制方法，且踝关节部分仅依靠机械结构来控制，并没有步速跟随功能。CN201110456535.6公开了“假肢膝关节运动的控制方法”，该设计通过霍尔传感器仅判断膝关节步态并实施控制，但是由于没有踝关节控制，使得残疾人穿戴行走时步态不够协调；CN200420112682.7披露了“假肢万向踝关节”，此踝关节虽然可以在任意方向上转动，但不具备调整步速的功能。

[0004] 研发如何只在膝关节安装合适的传感器，利用此传感器同时判断踝关节步态并对踝关节实施控制，使其充分发挥假肢膝踝关节共同使步态协调自然的性能，并结合智能协调膝踝关节的控制方法就非常有需要。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是：一种用于假肢膝踝关节的控制方法，只在膝关节上安装霍尔传感器，便可预测出踝关节的步态信息，并控制器在不同步态和不同步速产生不同的阻尼，使得膝踝协调，将智能膝关节控制与智能踝关节控制相结合，保证了良好的步态跟随特性，使得残疾人的步态趋于自然，克服了现有技术的智能假肢存在步态不协调、假肢容易损坏和穿戴者能耗大的缺陷。

[0006] 本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：一种用于假肢膝踝关节的控制方法，步骤如下：

[0007] 第一步，对步态的识别

[0008] 在由膝关节针阀、控制器、膝关节活塞、膝关节气缸缸体、内嵌于膝关节活塞中的磁体、膝关节电机和四连杆机构构成的假肢膝关节上安装霍尔传感器以对步态的识别，其方法是：通过试验确定在该假肢膝关节上安装霍尔传感器的位置，并分别安装三个霍尔传感器，具体操作步骤是：将假肢膝关节完全伸展时的膝关节活塞位置作为膝关节锁死位置，在此处安装第一个霍尔传感器；当脚跟着地时，假肢开始弯曲，该霍尔传感器会跳变成高电平，此时刻即为脚跟着地时刻，在前脚掌处安装压力传感器，假肢膝关节的可旋转轴处安装角度传感器，通过实验记录下不同步速下压力传感器信号上升沿时刻对应的膝关节角度，将记录下的膝关节角度值进行曲线拟合处理，再根据假肢膝关节活塞位置和膝关节角度的曲线关系得出对应的膝关节活塞位置，此时的膝关节活塞位置即为踝关节足平时刻对应的膝关节活塞位置，在此处安装第二个霍尔传感器；最后确定进入摆动期的时刻，进入摆动期的时刻即为足尖离地时刻，应用上述前脚掌处安装的压力传感器和假肢膝关节的可旋转轴处安装的角度传感器，通过实验记录下不同步速下压力传感器信号下降沿时刻对应的膝关节角度，将记录下的膝关节角度值进行曲线拟合处理，再根据假肢膝关节活塞位置和膝关节角度的曲线关系得出对应的膝关节活塞位置，此时的膝关节活塞位置即为假肢膝关节进入摆动期对应的膝关节活塞位置，在此处安装第三个霍尔传感器，并以此确定假肢膝关节进入摆动期的时刻；在假肢膝关节后盖的凹槽处安装控制器，该控制器根据上述三个霍尔传感器的信号变化进行对步态的识别，并判断不同步态；

[0009] 第二步，对步态的控制

[0010] 根据第一步对步态的识别，控制器根据霍尔传感器的信号变化判断不同步态，在不同步态控制膝关节电机和踝关节电机上下运动，膝关节电机和膝关节针阀放在一起，踝关节电机和踝关节针阀放在一起，进而带动膝关节针阀和踝关节针阀上下运动，从而控制气流量产生不同阻尼，上述膝关节和由踝关节针阀、踝关节活塞、踝关节气缸缸体和踝关节电机构成的踝关节在不同步态分别产生不同的阻尼，在脚跟着地时刻，该踝关节上的阻尼调整至控制器中储存的相应步速下的阻尼值，同时上述膝关节上的阻尼调整至最大，在该踝关节足平时刻，踝关节上的阻尼调整至最大，同时上述膝关节上的阻尼仍然保持最大，在摆动期，根据行走速度调整上述膝关节的阻尼，实现步速调整，此时该踝关节阻尼保持最大，在支撑期膝关节伸展时，膝关节和踝关节的阻尼均调整至最大，由此实现对步态的控制。

[0011] 上述一种用于假肢膝踝关节的控制方法，所述控制器的构成包括：单片机控制电路、霍尔传感器信号调理电路a、霍尔传感器信号调理电路b、霍尔传感器信号调理电路c、霍尔传感器信号调理电路d、霍尔传感器信号调理电路e、JTAG电路、电源稳压电路、串口通信电路、外接电源电路、电源充电电路、电源升压电路、膝关节电机驱动电路、踝关节电机驱动电路和电源电量检测电路，这些电路之间的连接方式是：霍尔传感器信号调理电路a、霍尔传感器信号调理电路b、霍尔传感器信号调理电路c、霍尔传感器信号调理电路d、霍尔传感器信号调理电路e、JTAG电路、电源稳压电路、串口通信电路和电源电量检测电路均接入到单片机控制电路；单片机控制电路接出到电源充电电路、膝关节电机驱动电路和踝关节电机驱动电路；串口通信电路接入到电源充电电路，电源充电电路接入到外接电源电路，外接电源电路接入到电源升压电路，电源升压电路同时接入到膝关节电机驱动电路和踝关节电机驱动电路。

[0012] 上述一种用于假肢膝踝关节的控制方法，所述霍尔传感器的型号是EST248，压力传感器的型号是FSR402，角度传感器的型号是RDC50。

[0013] 上述一种用于假肢膝踝关节的控制方法，所涉及到的所有零部件均通过商购获得，零部件的安装方法是本领域的技术人员所能掌握的。

[0014] 本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的突出的特点和显著进步是，通过只在膝关节上安装霍尔传感器便可判断出踝关节步态，便可预测出踝关节的步态信息，并使得膝踝协调控制器在不同步态和不同步速产生不同的阻尼，将智能膝关节控制与智能踝关节控制相结合，保证了良好的步态跟随特性，使得残疾人的步态趋于自然，克服了现有技术的智能假肢存在步态不协调、假肢容易损坏和穿戴者能耗大的缺陷，从而解决了踝关节安装传感器易损坏的缺点，并将智能假肢膝、踝关节的运动协调控制起来，能使假肢穿戴者步态自然、省力和平稳。

附图说明

[0015] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0016] 图1为本发明方法在假肢的膝关节的构成及其上霍尔传感器和控制器的安装位置示意图。

[0017] 图2为本发明方法中假肢的踝关节的构成示意图。

[0018] 图3为本发明方法的霍尔传感器输出特性曲线。

[0019] 图4为本发明方法中霍尔传感器信号与步态关系图。

[0020] 图5为本发明方法中假肢膝关节的膝关节活塞位置与膝关节角度关系图。

[0021] 图6为本发明方法中踝关节足平时刻假肢膝关节角度拟合曲线。

[0022] 图7为本发明方法中踝关节足平时刻假肢膝关节的膝关节活塞位置与步速的关系曲线。

[0023] 图8为本发明方法中控制器的构成示意框图。

[0024] 图9为单片机控制电路构成示意图。

[0025] 图10为霍尔传感器信号调理电路a构成示意图。

[0026] 图11为霍尔传感器信号调理电路b构成示意图。

[0027] 图12为霍尔传感器信号调理电路c构成示意图。

[0028] 图13为霍尔传感器信号调理电路d构成示意图。

[0029] 图14为霍尔传感器信号调理电路e构成示意图。

[0030] 图15为JTAG电路构成示意图。

[0031] 图16为电源稳压电路构成示意图。

[0032] 图17为串口通信电路构成示意图。

[0033] 图18为外接电源电路构成示意图。

[0034] 图19为电源充电电路构成示意图。

[0035] 图20为电源升压电路构成示意图。

[0036] 图21为膝关节电机驱动电路构成示意图。

[0037] 图22为踝关节电机驱动电路构成示意图。

[0038] 图23为电源电量检测电路构成示意图。

[0039] 图中，1.第一个霍尔传感器，2.第二个霍尔传感器，3.第三个霍尔传感器，4.膝关节针阀，5.踝关节针阀，6.控制器，7.角度传感器，8.压力传感器，9.膝关节，10.踝关节，11.膝关节活塞，12.可旋转轴，13.单片机控制电路，14.霍尔传感器信号调理电路a，15.霍尔传感器信号调理电路b，16.霍尔传感器信号调理电路c，17.霍尔传感器信号调理电路d，18.霍尔传感器信号调理电路e，19.JTAG电路，20.电源稳压电路，21.串口通信电路，22.外接电源电路，23.电源充电电路，24.电源升压电路，25.膝关节电机驱动电路，
26.踝关节电机驱动电路，27.电源电量检测电路，28.膝关节气缸缸体，29.内嵌于膝关节活塞中的磁体，30.膝关节电机，31.四连杆机构，32，踝关节活塞，33，踝关节气缸缸体，
34.踝关节电机。

具体实施方式

[0040] 图1所示实施例表明，将假肢膝关节9完全伸展时的膝关节活塞11位置作为膝关节9锁死位置，在此处安装第一个霍尔传感器1；当脚跟着地时，假肢开始弯曲，第一个霍尔传感器1会跳变成高电平，此时刻即为脚跟着地时刻，在前脚掌处安装压力传感器8，假肢膝关节9的可旋转轴12处安装角度传感器7，通过实验记录下不同步速下压力传感器8信号上升沿时刻对应的膝关节9的角度，并将记录下的角度值进行曲线拟合处理，再根据假肢膝关节活塞11位置和膝关节9角度的曲线关系得出对应的膝关节活塞11位置，此时的膝关节活塞11位置即为踝关节10足平时刻对应的膝关节活塞11位置，在此处安装第二个霍尔传感器2；最后确定进入摆动期的时刻，进入摆动期的时刻即是足尖离地时刻，通过实验记录下不同步速下压力传感器8信号下降沿时刻对应的膝关节9角度，并将记录下的角度值进行曲线拟合处理，再根据假肢膝关节活塞11位置和膝关节9角度的曲线关系得出对应的膝关节活塞11位置，此时的膝关节活塞11位置即为假肢膝关节9进入摆动期对应的膝关节活塞11位置，在此安装第三个霍尔传感器3，以此确定假肢膝关节9进入摆动期的时刻；在假肢膝关节9上后盖的凹槽处安装控制器6，控制器6根据上述三个霍尔传感器的信号变化识别不同步态，并判断不同步态。假肢膝关节9中还包括膝关节气缸缸体28、安装在膝关节气缸缸体28内部下方的膝关节针阀4、内嵌于膝关节活塞中的磁体29、膝关节电机30和四连杆机构31。膝关节针阀4的作用是控制膝关节阻尼。本图中未显示踝关节10，踝关节10见图2。

[0041] 图2所示实施例表明，本发明方法中的踝关节10的构成包括：踝关节活塞32、踝关节气缸缸体33、踝关节电机34和安装在踝关节10的气缸缸体33上部的踝关节针阀5，其作用是控制踝关节阻尼，踝关节10的下部还安置有压力传感器8。

[0042] 图3中的霍尔传感器输出特性曲线表明，其中Bop为工作点“开”的磁感应强度，Brp为释放点“关”的磁感应强度。霍尔传感器输出电平与磁场的关系是：当外加的磁感应强度超过动作点Bop时，传感器输出低电平，当磁感应强度降到动作点Bop以下时，传感器输出电平不变，一直要降到释放点Brp时，传感器才由低电平跃变为高电平。Bop与Brp之间的滞后使开关动作更为可靠。

[0043] 图4所示本发明方法中霍尔传感器信号与步态关系图描述了一个步态周期内霍尔传感器信号与步态的对应关系。其中，图(a)描述了当第一个霍尔传感器1由高电平跳变为低电平时，膝关节9进入伸展状态。当霍尔传感器1由低电平跳变为高电平时，踝关节10进入脚跟着地时刻。图(b)描述了当第二个霍尔传感器2由高电平跳变为低电平时，踝关节10进入足平时刻，因为膝关节9内膝关节活塞11是上下往复运动，一个步态周期内，第二个霍尔传感器2由高电平跳变为低电平的时刻为两次，这里只认为奇数次有效。图(c)描述了当第三个霍尔传感器3由高电平跳变为低电平时，膝关节9进入摆动期。

[0044] 图5所示本发明方法中假肢膝关节的膝关节活塞位置与膝关节角度关系图描述了膝关节活塞11位置与假肢膝关节9角度的对应关系，这是由假肢本身的四连杆机构31决定的，当假肢膝关节9完全伸展时，规定膝关节活塞11位置为0mm，膝关节活塞11会随着假肢膝关节9弯曲而向下运动，这样就形成了假肢的膝关节活塞11位置与假肢膝关节9角度的对应关系。

[0045] 图6所示本发明方法中踝关节足平时刻假肢膝关节角度拟合曲线描述了踝关节10足平时刻，不同步速下假肢膝关节9角度的拟合曲线。通过实验记录不同步速下踝关节
10足平时刻对应的假肢膝关节9角度，并进行曲线拟合处理。该拟合曲线说明踝关节10足平时刻，不同步速对应的膝关节9角度变化很小。

[0046] 图7所示本发明方法中踝关节足平时刻假肢膝关节的膝关节活塞位置与步速的关系曲线描述了踝关节10足平时刻膝关节活塞11位置与步速的关系曲线，该曲线是由图5和图6分析推算出来的。该拟合曲线说明踝关节10足平时刻，不同步速对应的膝关节活塞11位置变化更小，可忽略不计。

[0047] 图8所示实施例表明，本发明方法中的控制器构成包括：单片机控制电路13、霍尔传感器信号调理电路a14、霍尔传感器信号调理电路b15、霍尔传感器信号调理电路c16、霍尔传感器信号调理电路d17、霍尔传感器信号调理电路e18、JTAG电路19、电源稳压电路20、串口通信电路21、外接电源电路22、电源充电电路23、电源升压电路24、膝关节电机驱动电路25、踝关节电机驱动电路26和电源电量检测电路27。这些电路之间的连接方式是：霍尔传感器信号调理电路a14、霍尔传感器信号调理电路b15、霍尔传感器信号调理电路c16、霍尔传感器信号调理电路d17、霍尔传感器信号调理电路e18、JTAG电路19、电源稳压电路20、串口通信电路21和电源电量检测电路27均接入到单片机控制电路13；单片机控制电路13接出到电源充电电路23、膝关节电机驱动电路25和踝关节电机驱动电路26；串口通信电路21接入到电源充电电路23，电源充电电路23接入到外接电源电路22，外接电源电路22接入到电源升压电路24，电源升压电路24同时接入到膝关节电机驱动电路25和踝关节电机驱动电路26。

[0048] 图9所示实施例为单片机控制电路13，其中所用单片机型号为MSP430F2274，主要用来处理霍尔传感器信号并发出电机控制信号。

[0049] 图10所示实施例为霍尔传感器信号调理电路a14，用来将霍尔传感器信号通过放大和滤波操作转换成单片机能够识别的标准数字信号，其中的第一霍尔传感器1，即图中的HALL1的信号用来识别膝关节9的伸展时刻和脚跟着地时刻。

[0050] 图11所示实施例为霍尔传感器信号调理电路b15，用来将霍尔传感器信号通过放大和滤波操作转换成单片机能够识别的标准数字信号，其中的第二霍尔传感器2，即图中的HALL2的信号用来识别踝关节10的足平时刻。

[0051] 图12所示实施例为霍尔传感器信号调理电路c16，用来将霍尔传感器信号通过放大和滤波操作转换成单片机能够识别的标准数字信号，其中的第三霍尔传感器3，即图中的HALL3的信号用来识别膝关节9的进入摆动期时刻。

[0052] 图13所示实施例为霍尔传感器信号调理电路d17，用来将霍尔传感器信号通过放大和滤波操作转换成单片机能够识别的标准数字信号，其中的霍尔传感器信号，即图中的HALLHAYDON的信号用来判断膝关节电机30的螺杆位置，从而进行膝关节电机30的复位操作，霍尔传感器信号调理电路d17里的HALLHAYDON是内嵌在电机里的，是电机厂家自带的，不存在判断霍尔放置的问题。

[0053] 图14所示实施例为霍尔传感器信号调理电路e18，用来将霍尔传感器信号通过放大和滤波操作转换成单片机能够识别的标准数字信号，其中的霍尔传感器信号，即图中的HALL HAYDON1的信号用来判断踝关节电机34的螺杆位置从而进行踝关节电机34复位操作，霍尔传感器信号调理电路e18里的HALL HAYDON1是内嵌在电机里的，是电机厂家自带的，不存在判断霍尔放置的问题。

[0054] 图15所示实施例为JTAG电路19，用来给单片机烧写程序。

[0055] 图16所示实施例为电源稳压电路20，用来将电源电压降低到3v左右，给单片机提供稳定电压，其中TPS77001为此电路主芯片。

[0056] 图17所示实施例为串口通信电路21，用于单片机和上位机软件通信。

[0057] 图18所示实施例为外接电源电路22，用来外接电池。

[0058] 图19所示实施例为电源充电电路23，其中TP4056为此电路主芯片，用来给电池充电。

[0059] 图20所示实施例为电源升压电路24，其中LTC3426为此电路主芯片，用来将电源电压放大到5v左右，给电机驱动电路芯片FAN8200D提供所需5v电压。

[0060] 图21所示实施例为膝关节电机驱动电路25，其中FAN8200D为此电路主芯片，用来放大单片机控制信号以驱动膝关节电机30。

[0061] 图22所示实施例为踝关节电机驱动电路26，其中FAN8200D为此电路主芯片，用来放大单片机控制信号以驱动踝关节电机34。

[0062] 图22所示实施例为电源电量检测电路27，用来检测电池电量。

[0063] 上述图9～22中显示的原件的所有字符和线路的连接方式均是本技术领域的技术人员所知悉的，故不再赘述。

[0064] 实施例

[0065] 本实施例中所用的霍尔传感器的型号是EST248，控制器的电路见图8，压力传感器的型号是FSR402，角度传感器的型号是RDC50。

[0066] 本实施例的步骤如下：

[0067] 第一步，对步态的识别

[0068] 在由膝关节针阀4、控制器6、膝关节活塞11、膝关节气缸缸体28、内嵌于膝关节活塞中的磁体29、膝关节电机30、四连杆机构31构成的假肢膝关节9上安装霍尔传感器以对步态的识别，其方法是：通过试验确定在该假肢膝关节9上安装霍尔传感器的位置，并安装三个霍尔传感器，具体操作步骤是：将假肢膝关节9完全伸展时的膝关节活塞11位置作为膝关节9锁死位置，在此处安装第一个霍尔传感器1；当脚跟着地时，假肢开始弯曲，该霍尔传感器1会跳变成高电平，此时刻即为脚跟着地时刻，在前脚掌处安装压力传感器8，假肢膝关节9的可旋转轴12处安装角度传感器7，通过实验记录下不同步速下压力传感器8信号上升沿时刻对应的膝关节9的角度，并将记录下的角度值进行曲线拟合处理，再根据假肢膝关节活塞位置和膝关节角度的曲线关系得出对应的膝关节活塞11位置，此时的膝关节活塞11位置即为踝关节10足平时刻对应的膝关节活塞11位置，在此处安装第二个霍尔传感器2；最后确定进入摆动期的时刻，进入摆动期的时刻即为足尖离地时刻，应用上述前脚掌处安装的压力传感器8和假肢膝关节9的可旋转轴12处安装的角度传感器7，通过实验记录下不同步速下压力传感器8信号下降沿时刻对应的膝关节9的角度，将记录下的角度值进行曲线拟合处理，再根据假肢膝关节活塞位置和膝关节角度的曲线关系得出对应的膝关节活塞11位置，此时的膝关节活塞11位置即为假肢膝关节9进入摆动期对应的膝关节活塞11位置，此处安装第三个霍尔传感器3，以此确定假肢膝关节9进入摆动期的时刻；在假肢膝关节9的后盖的凹槽处安装控制器6，该控制器6根据上述三个霍尔传感器的信号变化进行对步态的识别，并判断不同步态；

[0069] 第二步，对步态的控制

[0070] 根据第一步对步态的识别，控制器根据霍尔传感器的信号变化判断不同步态，在不同步态控制膝关节电机31和踝关节电机34上下运动，膝关节电机31和膝关节针阀4放在一起，踝关节电机34和踝关节针阀5放在一起，进而使得膝关节针阀4和踝关节针阀5上下运动，从而控制气流量产生不同阻尼，上述膝关节9和由踝关节针阀5、踝关节活塞32、踝关节气缸缸体33和踝关节电机34构成的踝关节10在不同步态分别产生不同的阻尼，在脚跟着地时刻，该踝关节10上的阻尼调整至控制器6中储存的相应步速下的阻尼值，同时，上述膝关节9上的阻尼调整至最大，在该踝关节10足平时刻，踝关节10上的阻尼调整至最大，同时上述膝关节9上的阻尼仍然保持最大，在摆动期，根据行走速度调整上述膝关节9的阻尼，实现步速调整，此时该踝关节10阻尼保持最大；在支撑期膝关节9伸展时，膝关节9和踝关节10的阻尼均调整至最大，由此实现对步态的控制。

[0071] 本实施例中所述控制器6的构成包括：单片机控制电路13、霍尔传感器信号调理电路a14、霍尔传感器信号调理电路b15、霍尔传感器信号调理电路c16、霍尔传感器信号调理电路d17、霍尔传感器信号调理电路e18、JTAG电路19、电源稳压电路20、串口通信电路21、外接电源电路22、电源充电电路23、电源升压电路24、膝关节电机驱动电路25、踝关节电机驱动电路26和电源电量检测电路27，这些电路之间的连接方式是：霍尔传感器信号调理电路a14、霍尔传感器信号调理电路b15、霍尔传感器信号调理电路c16、霍尔传感器信号调理电路d17、霍尔传感器信号调理电路e18、JTAG电路19、电源稳压电路20、串口通信电路21和电源电量检测电路27均接入到单片机控制电路13；单片机控制电路13接出到电源充电电路23、膝关节电机驱动电路25和踝关节电机驱动电路26；串口通信电路21接入到电源充电电路23，电源充电电路23接入到外接电源电路22，外接电源电路22接入到电源升压电路24，电源升压电路24同时接入到膝关节电机驱动电路25和踝关节电机驱动电路26。这些电路的构成在上述图9～图22所示实施例中已经得以描述。

[0072] 本实施例所涉及到的所有零部件均通过商购获得，零部件的安装方法是本领域的技术人员所能掌握的。